DE3732646A1

DE3732646A1 - Exzenterpresse mit hubverstellung

Info

Publication number: DE3732646A1
Application number: DE19873732646
Authority: DE
Inventors: Heinz Kaiser; Herbert Bilz; Rudi Herrmann
Original assignee: Kaiser Pressen & Co KG GmbH
Current assignee: OTTO KAISER GMBH & CO KG, 7518 BRETTEN, DE
Priority date: 1987-09-28
Filing date: 1987-09-28
Publication date: 1989-04-13
Also published as: DE3732646C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Exzenterpresse mit Hubverstellung, mit mindestens einer Antriebswelle, min destens einer darauf angeordneten Exzenterbuchse, die von einem Pleuelkopf umgeben ist, und mit einer zur Antriebs welle axial aus einer Lösestellung in eine Kupplungsstel lung verschiebbaren, die Exzenterbuchse in der Kupplungs stellung mit der Antriebswelle drehfest verbindenden Kupplungshülse.

Eine derartige Exzenterpresse ist in der DE-PS 31 12 382 beschrieben. Die Antriebswelle ist im Bereich der Exzen terbuchse ebenfalls mit einem Exzenter versehen, so daß durch ein Verdrehen der Exzenterbuchse gegenüber dem Ex zenter der Antriebswelle die Exzentrizität des Außenum fanges des Exzenters gegenüber der Antriebswelle geändert und damit der Hub der Exzenterpresse eingestellt werden kann. Solche Hubverstellungen eignen sich nicht nur für Exzenterpressen, sondern auch für Exzenterstanzen und ähnliche Maschinen. Bei der bekannten Hubverstellung ist auf dem Exzenter der Antriebswelle axial neben der Exzen terbuchse ein außenverzahnter Ring drehfest zum Exzenter der Antriebswelle angeordnet. Die Exzenterbuchse ist ab gestuft ausgebildet und weist eine zum Außenumfang des Exzenters der Antriebswelle konzentrische Außenverzahnung auf, die auf gleicher Höhe liegt, wie die Außenverzahnung des außenverzahnten Ringes. Die exzentrische Mantelfläche der Exzenterbuchse ist axial neben der Außenverzahnung angeordnet. Die beiden Außenverzahnungen der Exzenter buchse und des außenverzahnten Ringes können über eine innenverzahnte Schiebehülse miteinander gekuppelt werden. Die Exzenterbuchse ist dann drehfest auf der Antriebswel le fixiert. Zur Verstellung des Hubes wird die Hülse ver schoben, bis sie mit mindestens einer Außenverzahnung außer Eingriff kommt, woraufhin die Exzenterbuchse gegen über dem außenverzahnten Ring und der Antriebswelle ver dreht werden kann. Danach erfolgt wieder das Einkuppeln.

Obwohl bei der bekannten Exzenterpresse die Hubverstel lung bereits relativ einfach vorgenommen werden kann, er gibt sich ein ungünstiger Kraftfluß von der Exzenterbuch se auf die Antriebswelle, was zu zusätzlichen Biegebela stungen der ohnehin stark beanspruchten Antriebswelle führt. Bedingt durch die seitlich neben der Exzenterbuch se angebrachte Verstellvorrichtung wird viel Platz benö tigt. Dies hat zur Folge, daß die Lager weit auseinander liegen müssen. Der gesamte Antrieb der Exzenterpresse muß daher sehr massiv ausgelegt werden.

Aus der DE-AS 10 95 666 ist weiterhin eine Exzenterpresse mit Hubverstellung bekannt, bei der die Exzenterbuchse eine Innenverzahnung aufweist, die mit einer Außenverzah nung des Exzenters der Antriebswelle im Normalfall in Eingriff steht. Zum Verstellen des Hubes der Exzenter presse muß die Exzenterbuchse axial gegenüber der An triebswelle verschoben werden, bis die Verzahnungen außer Eingriff sind. Dann läßt sich die Exzenterbuchse gegen über dem Exzenter der Antriebswelle verdrehen. Durch er neutes axiales Verschieben in entgegengesetzter Richtung wird die Exzenterbuchse wieder eingekuppelt. Das Ver schieben des Exzenters hat mehrere Nachteile. Zum einen muß der Exzenter gegenüber dem Pleuelkopf und dem Exzen ter der Antriebswelle verschoben werden. Zum anderen be dingt das axiale Verschieben der Exzenterbuchse, daß die Lagerstellen der Antriebswelle axial von dem Exzenter be abstandet sein müssen, damit ausreichend Platz zum Ver schieben der Exzenterbuchse zur Verfügung steht. Hier durch ergibt sich eine erhöhte Biegebelastung der An triebswelle, weshalb diese wieder verhältnismäßig massiv ausgeführt werden muß.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Exzenter presse der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sich trotz Hubverstellung ein günstiger Kraftfluß von der Exzenterbuchse auf die Antriebswelle einstellt und daß die Hubverstellung weiter vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupplungshülse radial zwischen der Exzenterbuchse und der Antriebswelle angeordnet ist.

Der Kraftfluß wird wesentlich verbessert; er erfolgt nun von der Exzenterbuchse in radialer Richtung über die Kupplungshülse auf den Exzenter der Antriebswelle und da mit die Antriebswelle selbst. Zusätzliche Biegemoment-Beanspruchungen der Antriebswelle treten nicht auf. Darüber hinaus benötigt die Hubverstellung keinen zusätzlichen Platz axial neben der Exzenterbuchse, da es möglich ist, die Kupplungshülse sowohl in der Löse stellung als auch in der Kupplungsstelle zwischen Exzen terbuchse und Antriebswelle zu verschieben. Die Lager stellen der Antriebswelle können so unmittelbar neben dem Exzenter angeordnet sein. Die Biegebelastungen der An triebswelle werden dadurch verringert, so daß der gesamte Antrieb der Exzenterpresse bei gleicher Leistung kleiner und leichter ausgebildet werden kann. Dadurch bedingt können mit den Pressen höhere Hubzahlen gefahren werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Exzenter buchse auf einem Exzenter der Antriebswelle gelagert und weist eine zu diesem radial offene und konzentrische Aus nehmung auf, in der die Kupplungshülse axial verschieb lich und ebenfalls konzentrisch zum Exzenter der An triebswelle angeordnet ist. Die Exzenterbuchse kann sich so einerseits direkt und andererseits über die Kupplungs hülse auf dem Exzenter der Antriebswelle abstützen.

Baulich besonders einfach läßt sich die Verbindung zwi schen der Exzenterbuchse und dem Exzenter der Antriebs welle dadurch bewirken, daß die Kupplungshülse mit einer Außen- und einer Innenverzahnung versehen ist. Es kann sich hier um eine Modulverzahnung, Keilverzahnung, Kerb verzahnung, Nocken oder ähnliches handeln.

Es ist günstig, wenn auch die Ausnehmung der Exzenter buchse mit einer Innenverzahnung versehen ist, die mit der Außenverzahnung der Kupplungshülse in Eingriff bring bar ist. So wird in Kupplungsstellung ein Formschluß zwi schen der Kupplungshülse und der Exzenterbuchse erreicht.

Auch ist es günstig, wenn der Exzenter der Antriebswelle mit einer Außenverzahnung versehen ist, die mit der In nenverzahnung der Kupplungshülse in Eingriff bringbar ist, da auch dann Formschluß zwischen der Antriebswelle und der Kupplungshülse herstellbar ist.

Die Hubverstellung wird weiter dadurch vereinfacht, daß an der Kupplungshülse mindestens ein sich radial durch einen Durchbruch in der Exzenterbuchse erstreckendes Ver schiebeelement mit einem Ende angebracht ist. Da sich das Verschiebeelement radial erstreckt, wird seitlich neben dem Exzenter kein zusätzlicher Platz für die Hubverstel lung benötigt.

Besonders zweckmäßig für eine automatische und damit noch einfachere Hubverstellung ist es, wenn in dem Pleulkopf mindestens ein in axialer Richtung verschiebbarer, fluid betätigbarer Kolben angeordnet ist, der in Lösestellung mit dem anderen Ende des Verschiebeelementes in Eingriff ist, wobei die Kupplungshülse und die Exzenterbuchse, be zogen auf den Pleuelkopf, in Lösestellung drehfest gehal ten sind. Das heißt Pleuelkopf, Kupplungshülse und Exzen terbuchse sind in Lösestellung formschlüssig miteinander verbunden.

Die Betätigung des Kolbens, und damit auch das Verschie ben der Kupplungshülse aus der Lösestellung in die Kupp lungsstellung und zurück, wird weiter dadurch verein facht, daß der Kolben in einem axial ausgerichteten, im Pleuelkopf ausgebildeten Fluidzylinder angeordnet ist. Dieser Fluidzylinder kann einfach an eine Hydraulik- oder Pneumatiksteuerung angeschlossen sein, so daß sich das Aus- und Einrücken der Kupplungshülse fernsteuern läßt.

Es hat sich gezeigt, daß die Kolben während des Betriebs der Presse stark entlastet werden, wenn am Pleuelkopf Ra sten angebracht sind, die in Kupplungsstellung in Gegen rasten des Kolbens eingreifen. So wird durch die Ra sten ein axiales Verschieben der Kolben verhindert.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die axiale Erstreckung der Ausnehmung in der Exzenter buchse mindestens doppelt so groß wie die axiale Erstrek kung der Außenverzahnung des Exzenters der Antriebswelle, wobei die Außenverzahnung an einem axialen Ende der Aus nehmung angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, daß beim Verschieben der Kupplungshülse in Lösestellung diese außer Eingriff mit dem Exzenter der Antriebswelle kommt.

Die axiale Erstreckung des Innenverzahnung der Exzenter buchse kann hingegen so gewählt sein, daß die Kupplungs hülse sich auch in Lösestellung in Eingriff mit der Ver zahnung der Exzenterbuchse befindet. Hierdurch wird das anschließende Einkuppeln erleichtert. Außerdem wird auf diese Weise die Exzenterbuchse stets drehfest zur Kupplungshülse und damit in Lösestellung automatisch drehfest zu dem Pleuelkopf gehalten. Die eigentliche Hub verstellung erfolgt dann durch Verdrehen der Antriebswel le.

Der Zusammenbau des Exzenterantriebes wird in vorteilhaf ter Weise vereinfacht, wenn die Kupplungshülse aus mehre ren Ringsegmenten besteht, von denen jedes mit einem Ver schiebeelement verbunden ist. In gleicher Weise kann auch die Exzenterbuchse geteilt ausgebildet sein.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Pleuelkopf einer Exzenterpresse mit eingerückter Kupplungshülse,

Fig. 2 den Pleuelkopf aus Fig. 1, jedoch mit ausge rückter Kupplungshülse und

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Pleuelkopf aus Fig. 2 entlang der Linie III-III.

In den Zeichnungen ist das Pleuel 1 einer Exzenterpresse mit Hubverstellung dargestellt. Aufgrund der aufgeschnit tenen Darstellung erkennt man den Pleuelkopf 2, der auf einer Exzenterbuchse 3 aufsitzt, welche selbst wiederum auf einem Exzenter 4 der Antriebswelle 5 sitzt. Der Ex zenter 4 besitzt eine Exzentrizität e ₁, während die Ex zentrizität der Exzenterbuchse 3 mit e ₂ gekennzeichnet ist. Durch relatives Verdrehen der Exzenterbuchse 3 ge genüber dem Exzenter 4 läßt sich die Gesamtexzentrizität in den Grenzen zwischen e ₁-e ₂ und e ₁+e ₂ einstellen.

Die Exzenterbuchse 3 kann auf dem Exzenter 4 mittels einer Kupplungshülse 6 festgelegt werden. Die Kupplungs hülse 6 läßt sich in Achsrichtung der Antriebswelle 5 verschieben und kann so aus einer Lösestellung (vgl. Fig.

2) in eine Kupplungsstellung (vgl. Fig. 1) und zurück be wegt werden.

Die Kupplungshülse 6 ist radial zwischen der Exzenter buchse 3 und der Antriebswelle 5 bzw. derem Exzenter 4 angeordnet. Es ist erkennbar, daß die Exzenterbuchse eine zum Exzenter 4 hin radial offene Ausnehmung 7 aufweist, wobei der Ausnehmungsgrund konzentrisch zum Exzenter 4 liegt. Die Kupplungshülse 6 ist innerhalb der Ausnehmung 7 axial verschiebbar. Die Ausnehmung 7 wird axial durch Stirnseiten der Exzenterbuchse 3 verschlossen, die sich radial bis zum Exzenter 4 erstrecken.

Die Kupplungshülse 6 ist mit einer Außenverzahnung 8 und einer Innenverzahnung 9 versehen, während in der Exzen terbuchse 3 einen innenverzahnter Ring 10 drehfest einge setzt ist, der mit der Außenverzahnung 8 der Kupplungs hülse 6 kämmt. In gleicher Weise ist auf dem Exzenter 4 ein außenverzahnter Ring 11 drehfest aufgebracht, dessen Außenverzahnung mit der Innenverzahnung 9 der Kupplungs hülse 6 in Eingriff ist, wenn sich die Kupplungshülse 6 in Kupplungsstellung befindet (vgl. Fig. 1).

Wie besonders deutlich aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, erstreckt sich die Ausnehmung 7 neben dem innenver zahnten Ring 10 der Exzenterbuchse weiter radial nach außen zu einem Durchbruch 12. An der Kupplungshülse 6 ist ein sich radial durch den Durchbruch 12 in der Exzenter buchse 4 erstreckendes Verschiebeelement 13 in Form eines Mitnehmers mit einem Ende angebracht.

Mit dem anderen Ende greift der Mitnehmer 13 in einen in axialer Richtung verschiebbaren fluidbetriebenen Kolben 14 ein, der im Pleuelkopf 2 gelagert ist. Der Kolben 14 ist genauer gesagt, in einem axial ausgerichteten, dop pelt wirkenden und im Pleuelkopf 2 eingearbeiteten Fluid zylinder 15 angeordnet. Der Fluidzylinder 15 weist zwei Druckanschlüsse 16 und 17 auf, die über Druckleitungen 18 und 19 mit einer Fluidsteuereinrichtung 20 verbunden sind.

An dem Pleuelkopf ist eine federbelastete Raste 21 ange bracht, die in Kupplungsstellung der Kupplungshülse 6 (vgl. Fig. 1) in eine Kerbe 22 des Kolbens 14 einrastet. Diese Raste 21 verhindert eine axiale Verschiebung des Kolbens 14 auch dann, wenn der Fluidzylinder 15 drucklos ist.

Besonders gut aus Fig. 2 ist erkennbar, daß die axiale Erstreckung der Ausnehmung 7 in der Exzenterbuchse 3 min destens doppelt so groß ist, wie die axiale Erstreckung der Außenverzahnung des Exzenters 4 der Antriebswelle 5, wobei der außenverzahnte Ring 11 des Exzenters 4 an dem in Fig. 2 erkennbaren linken axialen Ende der Ausnehmung 7 angeordnet ist.

Die axiale Erstreckung des innenverzahnten Ringes 10 der Exzenterbuchse 3 hingegen ist so bemessen, daß sich die Außenverzahnung 8 der Kupplungshülse 6 auch in Lösestel lung (vgl. Fig. 2) mit dem innenverzahnten Ring 10 der Exzenterbuchse 3 in Eingriff befindet. Dadurch ist die Kupplungshülse 6 gegenüber der Exzenterbuchse 3 drehfest gehalten.

Obwohl in der obigen Beschreibung stets von einem Fluid zylinder 15 und einem Verschiebeelement 13 die Rede war, können mehrere solche Betätigungselemente vorgesehen sein, wie aus der Zeichnung auch ersichtlich ist. Aus Fig. 3 ist auch erkennbar, daß die Kupplungshülse 6, wie auch die Exzenterbuchse 3 und der Pleuelkopf 2 geteilt ausgebildet sind.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert.

In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand befindet sich die Kupplungshülse 6 im eingekuppelten Zustand. Dadurch ist die Exzenterbuchse 3 drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden. Bei Betätigung der Antriebswelle 5 dreht sich daher nun die Exzenterbuchse 3 gegenüber dem Pleuelkopf 2, so daß der Pleuel 1 auf- und abbewegt wird.

Soll der Hub dieser Auf- und Abbewegung verstellt werden, so muß die Kupplungshülse 6 ausgerückt werden. Das ge schieht dadurch, daß die Fluidsteuerung 20 über die Druckleitung 18 und den Druckanschluß 16 ein Druckfluid, wie z.B. Hydrauliköl in den Fluidzylinder 15 fördert. Da durch verschiebt sich der Kolben 14, gemäß der Darstel lung in den Fig. 1 und 2, nach rechts. Der Kolben 14 nimmt dabei über das Verschiebeelement 13 die Kupplungs hülse 6 mit. Am Ende dieser Verschiebebewegung des Kol bens bzw. der Kolben 14 befindet sich die Kupplungshülse 6 in der in Fig. 2 dargestellten Lösestellung. Die Außen verzahnung 8 der Kupplungshülse 6 steht weiterhin in Ein griff mit dem innenverzahnten Ring 10 der Exzenterbuchse 3. Der außenverzahnte Ring 11 des Exzenters 4 ist in die ser Stellung von der Innenverzahnung 9 der Kupplungshülse 6 getrennt. Die Exzenterbuchse 3 läßt sich daher in die ser Stellung gegenüber dem Exzenter 4 verdrehen. Da aber die Verschiebeelemente 13 in der in Fig. 2 dargestellten Lösestellung in Schlitze 23 des Pleuelkopfs eingeführt sind, ist die Exzenterbuchse 3 in Lösestellung gegenüber dem Pleuelkopf 2 fixiert. Die Hubverstellung erfolgt da her dadurch, daß die Antriebswelle und damit der Exzenter 4 gegenüber der Exzenterbuchse 3 verdreht werden. Duch Verdrehen des Exzenters 4 gegenüber der Exzenterbuchse 3 können beliebige Hubhöhen eingestellt werden zwischen den Grenzen e ₁-e ₂ bis e ₁+e ₂.

Soweit die gewünschte Hubhöhe eingestellt ist, fördert die Fluidsteuereinrichtung 20 über die Druckleitung 19 und den Druckanschluß 17 ein Druckfluid, z.B. Hydraulik öl, in den Fluidzylinder 15. Der bzw. die Kolben 14 wer den, entsprechend den Fig. 1 und 2, nach links verschoben und nehmen dabei über die Verschiebeelemente 13 die Kupp lungshülse 6 mit. Die Kupplungshülse 6 befindet sich an schließend in dem in Fig. 1 gezeigten Zustand. Wenn der Kolben 14 seine Endstellung erreicht, schnappt die feder gestützte Raste 21 in die Kerbe 22 des Kolbens ein, wo durch der Kolben und damit auch die Kupplungshülse 6 in axialer Richtung arretiert sind. Nun kann die Exzenter presse wieder in Betrieb genommen werden.

Es ist auch möglich, die oben beschriebene Hubverstellung in anderen Maschinen als Exzenterpressen, z.B. bei Exzen terstanzen od. dgl. zu verwenden.

Der Fluidzylinder kann doppelt- oder einfach wirkend aus gebildet sein, wobei letzterer zweckmäßigerweise mit einer Rückstellfeder ausgerüstet ist.

Claims

1. Exzenterpresse mit Hubverstellung, mit mindestens einer Antriebswelle (5), mindestens einer darauf angeord neten Exzenterbuchse (3), die von einem Pleuelkopf (2) umgeben ist, und mit einer zur Antriebswelle (5) axial aus einer Lösestellung in eine Kupplungsstellung ver schiebbaren, die Exzenterbuchse (3) in der Kupplungsstel lung mit der Antriebswelle (5) drehfest verbindenden Kupplungshülse (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Kupp lungshülse (6) radial zwischen der Exzenterbuchse (3) und der Antriebswelle (5) angeordnet ist.

2. Exzenterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Exzenterbuchse (3) auf einem Exzenter (4) der Antriebswelle (5) gelagert ist und eine zu diesem ra dial offene und konzentrische Ausnehmung (7) aufweist, in der die Kupplungshülse (6) axial verschieblich und eben falls konzentrisch zum Exzenter (4) der Antriebswelle (5) angeordnet ist.

3. Exzenterpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kupplungshülse (6) mit einer Außenver zahnung (8) und einer Innenverzahnung (9) versehen ist.

4. Exzenterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (7) der Exzen terbuchse (3) mit einer Innenverzahnung (10) versehen ist, die mit der Außenverzahnung (8) der Kupplungshülse (6) in Eingriff bringbar ist.

5. Exzenterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß der Exzenter (4) der Antriebs welle (5) mit einer Außenverzahnung (11) versehen ist, die mit der Innenverzahnung (9) der Kupplungshülse (6) in Eingriff bringbar ist.

6. Exzenterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß an der Kupplungshülse (6) min destens ein sich radial durch einen Durchbruch (12) in der Exzenterbuchse (3) erstreckendes Verschiebeelement (13) mit einem Ende angebracht ist.

7. Exzenterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß in dem Pleuelkopf (2) minde stens ein in axialer Richtung verschiebbarer, fluidbetä tigbarer Kolben (14) angeordnet ist, der in Lösestellung mit dem anderen Ende des Verschiebeelementes (13) in Ein griff ist, wobei die Kupplungshülse (6) und die Exzenter buchse (3), bezogen auf den Pleuelkopf (2), Lösestel lung drehfest gehalten sind.

8. Exzenterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß der Kolben (14) in einem axial ausgerichteten, und im Pleuelkopf (2) ausgebildeten Fluidzylinder (15) angeordnet ist.

9. Exzenterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß am Pleuelkopf (2) Rasten (21) angebracht sind, die in Kupplungsstellung in Gegenrasten (22) des Kolbens (14) eingreifen.

10. Exzenterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung der Aus nehmung (7) in der Exzenterbuchse (3) mindestens doppelt so groß ist wie die axiale Erstreckung der Außenverzah nung (11) des Exzenters (4) der Antriebswelle (5), wobei die Außenverzahnung (11) an einem axialen Ende der Aus nehmung (7) angeordnet ist.

11. Exzenterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung der In nenverzahnung (10) der Exzenterbuchse (3) so bemessen ist, daß die Außenverzahnung (8) der Kupplungshülse (6) auch in Lösestellung mit der Innenverzahnung (10) der Ex zenterbuchse (3) in Eingriff ist.

12. Exzenterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (6) aus meh reren Ringsegmenten besteht, von denen jedes mit einem Verschiebeelement (13) verbunden ist.